JPS59229466A - 内燃機関の摺動部材用Fe基焼結合金 - Google Patents
内燃機関の摺動部材用Fe基焼結合金Info
- Publication number
- JPS59229466A JPS59229466A JP10138184A JP10138184A JPS59229466A JP S59229466 A JPS59229466 A JP S59229466A JP 10138184 A JP10138184 A JP 10138184A JP 10138184 A JP10138184 A JP 10138184A JP S59229466 A JPS59229466 A JP S59229466A
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- Japan
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- alloy
- carbide
- sintered alloy
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、すぐれた耐摩耗性を有し、内燃機関のパル
プロッカアームのバット面の形成やタペットなどの摺動
部材の製造に使用した場合に、相手部材であるカムシャ
フトを損傷することなく、それ自体もすぐれた耐摩耗性
を示すFe基焼結合金に関するものである。
プロッカアームのバット面の形成やタペットなどの摺動
部材の製造に使用した場合に、相手部材であるカムシャ
フトを損傷することなく、それ自体もすぐれた耐摩耗性
を示すFe基焼結合金に関するものである。
一般に、例えば内燃機関のパルブロッカアームのバット
面は、強い衝撃荷重と高速摺動を受けるものであるため
、前記バット面を形成する材料には耐摩耗性と相手部材
であるカムシャフトを損耗させない性質が要求される。
面は、強い衝撃荷重と高速摺動を受けるものであるため
、前記バット面を形成する材料には耐摩耗性と相手部材
であるカムシャフトを損耗させない性質が要求される。
従来、このような荷重と摺動を受ける内燃機関の摺動部
材の製造には、 (a)鋳造に際して荷重および摺動を受ける部分をチル
化した鋳鉄。
材の製造には、 (a)鋳造に際して荷重および摺動を受ける部分をチル
化した鋳鉄。
(b)炭化タングステン、炭化モリブデンなどからなる
硬質粒子を分散させて硬さ向上をはかった焼結合金、 などの材料が使用されているが、上記(a)材料は満足
する耐摩耗性を示さず、また上記(1))材料において
は、それ自体非常に硬質であるだめ相手部材を損耗させ
、しかもこの損耗度合は分散硬質粒子の量が多く、その
粒径が大きいほど増大するものであり、このようなこと
から逆に分散硬質粒子の量を少なく、かつその粒径を微
細にすれば、それ自体の耐摩耗性が低下して望ましくな
いなどの問題点を有するものである。
硬質粒子を分散させて硬さ向上をはかった焼結合金、 などの材料が使用されているが、上記(a)材料は満足
する耐摩耗性を示さず、また上記(1))材料において
は、それ自体非常に硬質であるだめ相手部材を損耗させ
、しかもこの損耗度合は分散硬質粒子の量が多く、その
粒径が大きいほど増大するものであり、このようなこと
から逆に分散硬質粒子の量を少なく、かつその粒径を微
細にすれば、それ自体の耐摩耗性が低下して望ましくな
いなどの問題点を有するものである。
〔研究に基く知見事項および発明の構成要件〕本発明者
等は、上述のような観点から、すぐれた耐摩耗性および
靭性を有すると共に、相手部材に及ぼす損耗がほとんど
皆無の合金を得べく研究を行なった結果、成分組成を、
重量%で、C: 1〜3 チ。
等は、上述のような観点から、すぐれた耐摩耗性および
靭性を有すると共に、相手部材に及ぼす損耗がほとんど
皆無の合金を得べく研究を行なった結果、成分組成を、
重量%で、C: 1〜3 チ。
Cr: 10.1〜20 %。
を含有し、
Mo: 0.5〜10%。
W:0.5〜lOチ。
V:0.2〜5 ヂ。
Ta:0.2〜5 %。
のうちの1種または2種以上を含有しくただしMo。
W、V、およびTaからなる炭化物形成成分の含量:2
0チ以下)、さらに必要に応じて、Ni:0.5〜lO
%。
0チ以下)、さらに必要に応じて、Ni:0.5〜lO
%。
Co:0.5〜10%。
のうちの1種または2種を含有し、残シがFeと不可避
不純物からなる組成で構成すると共に、製造に際しては
、粉末冶金法を適用し、例えば原料粉末として共還元法
により製造した合金粉末を使用すると、理論密度比=9
090チを有し、かつマトリックス素地中に平均粒径:
3〜50μmの硬い炭化物粒子が均一に分散した組織を
有するFe基焼結合金が得られるようになシ、シかもこ
の結果得られたFe基焼結合金は、マトリックス中に均
一に分散した硬い炭化物粒子によってすぐれた耐摩耗性
を有するほか、前記炭化物粒子の平均粒径が3〜501
1mと比較的微細なので、使用初期において炭化物粒子
より軟いマトリックスが摩耗して5− 早期に平滑な摩耗面を形成することから、相手部材に対
するなじみ性がきわめて良好になると共に、摩擦面の面
圧が微細な炭化物粒子に一様に分散されるようになるこ
とから、それ自体は勿論のこと、相手部材の摩耗も改善
し、さらに理論密度比:90チ以上をもつ緻密なもので
あるため靭性がきわめて高く、したがって靭性不足に帰
因するマトリックス破壊も皆無であるなどのすぐれた特
性を有するものであるという知見を得たのである。
不純物からなる組成で構成すると共に、製造に際しては
、粉末冶金法を適用し、例えば原料粉末として共還元法
により製造した合金粉末を使用すると、理論密度比=9
090チを有し、かつマトリックス素地中に平均粒径:
3〜50μmの硬い炭化物粒子が均一に分散した組織を
有するFe基焼結合金が得られるようになシ、シかもこ
の結果得られたFe基焼結合金は、マトリックス中に均
一に分散した硬い炭化物粒子によってすぐれた耐摩耗性
を有するほか、前記炭化物粒子の平均粒径が3〜501
1mと比較的微細なので、使用初期において炭化物粒子
より軟いマトリックスが摩耗して5− 早期に平滑な摩耗面を形成することから、相手部材に対
するなじみ性がきわめて良好になると共に、摩擦面の面
圧が微細な炭化物粒子に一様に分散されるようになるこ
とから、それ自体は勿論のこと、相手部材の摩耗も改善
し、さらに理論密度比:90チ以上をもつ緻密なもので
あるため靭性がきわめて高く、したがって靭性不足に帰
因するマトリックス破壊も皆無であるなどのすぐれた特
性を有するものであるという知見を得たのである。
ついで、この発明のFe基焼結合金において、成分組成
範囲、理論密度比、および炭化物粒子の平均粒径を上記
の通り数値限定した理由を説明する。
範囲、理論密度比、および炭化物粒子の平均粒径を上記
の通り数値限定した理由を説明する。
(a) C
C成分には、 Cr、 Mo、 W、 V、および’r
aと結合して炭化物を形成し、合金の耐摩耗性を向上さ
せる作用があるが、その含有量が1チ未満では、炭化物
の析出量が少なすぎて所望のすぐれた耐摩耗性を確保す
ることができず、一方3チを越えて含有させると、炭化
物の析出量が多くなシすぎて相6− 甲部材が著しく摩耗するようになると共に、靭性低下を
きたすようになることから、その含有量を1〜3%と定
めだ。
aと結合して炭化物を形成し、合金の耐摩耗性を向上さ
せる作用があるが、その含有量が1チ未満では、炭化物
の析出量が少なすぎて所望のすぐれた耐摩耗性を確保す
ることができず、一方3チを越えて含有させると、炭化
物の析出量が多くなシすぎて相6− 甲部材が著しく摩耗するようになると共に、靭性低下を
きたすようになることから、その含有量を1〜3%と定
めだ。
(b) Cr
Cr成分には、Cと結合してビッカース硬さ:1000
〜1800をもった高硬度cr炭化物を析出し、合金の
耐摩耗性を一段と改善すると共に、マ) IJラックス
中固溶して、その耐熱性を一層向上させる作用があるが
、その含有量が10.1%未満では、前記作用に所望の
効果が得られず、一方20チを越えて含有させると、相
手部材の摩耗が激しくなると共に、合金脆化が発生する
ようになることから、その含有量を10.1〜20チと
定めだ。
〜1800をもった高硬度cr炭化物を析出し、合金の
耐摩耗性を一段と改善すると共に、マ) IJラックス
中固溶して、その耐熱性を一層向上させる作用があるが
、その含有量が10.1%未満では、前記作用に所望の
効果が得られず、一方20チを越えて含有させると、相
手部材の摩耗が激しくなると共に、合金脆化が発生する
ようになることから、その含有量を10.1〜20チと
定めだ。
(c) W、Mo、 V、およびTaW、MO,Y、
およびTa成分には、それぞれ微細な炭化物(Wおよび
MOはビッカース硬さHV:1000〜3000を有す
る複合炭化物、■およびTaはHv: 23 ’OO〜
3300を有するMC型炭化物)を形成して、合金の耐
摩耗性を改善すると共に、マトリックスに固溶して耐熱
性を向上させる作用があるが、その含有量が、それぞれ
M○二0.5%未満。
およびTa成分には、それぞれ微細な炭化物(Wおよび
MOはビッカース硬さHV:1000〜3000を有す
る複合炭化物、■およびTaはHv: 23 ’OO〜
3300を有するMC型炭化物)を形成して、合金の耐
摩耗性を改善すると共に、マトリックスに固溶して耐熱
性を向上させる作用があるが、その含有量が、それぞれ
M○二0.5%未満。
W:05%未満、V:0.2%未満、Ta:0.2%未
満では、前記作用に所望の効果が得られず、一方Mo:
10%、W:10%、V:5%、およびTa:5チを
それぞれ越えて含有させると、゛相手部材を損耗させる
度合が激しくなるばかりでなく被研削性も劣化するよう
になることから、前記各成分の含有範囲を上記のように
定めた。ただし、W、Mo。
満では、前記作用に所望の効果が得られず、一方Mo:
10%、W:10%、V:5%、およびTa:5チを
それぞれ越えて含有させると、゛相手部材を損耗させる
度合が激しくなるばかりでなく被研削性も劣化するよう
になることから、前記各成分の含有範囲を上記のように
定めた。ただし、W、Mo。
■、およびTaの炭化物形成成分を、合量で20%を越
えて含有させると、析出炭化物の量が多くなりすぎて相
手部材を著しく損耗するようになることから、これら炭
化物形成成分を合量で20f)を越えて含有させてはな
らない。
えて含有させると、析出炭化物の量が多くなりすぎて相
手部材を著しく損耗するようになることから、これら炭
化物形成成分を合量で20f)を越えて含有させてはな
らない。
(d) Ni、 C。
旧およびCo成分は、より一層のマ) IJラック強化
となじみ性改善をはかるために選択的に含有されるが、
その含有量がそれぞれ0.5%未満では所望の添加含有
効果が得られず、一方それぞれ10チを越えて含有させ
ても、より一層の改善効果は見られず、経済性を考慮し
て上限値を10チと定めた。
となじみ性改善をはかるために選択的に含有されるが、
その含有量がそれぞれ0.5%未満では所望の添加含有
効果が得られず、一方それぞれ10チを越えて含有させ
ても、より一層の改善効果は見られず、経済性を考慮し
て上限値を10チと定めた。
(e)合金の理論密度比
その理論密度比が90%未満では、マ) IJラックス
強度が低く、空孔も存在し、前記空孔のもつ切欠き効果
によってクラック伝播が促進されるようになることから
、摩擦面における前記マトリックスは大巾に破壊され、
この結果摩耗が著しくなるので、90%以上の理論密度
比をもつようにしなければならない。
強度が低く、空孔も存在し、前記空孔のもつ切欠き効果
によってクラック伝播が促進されるようになることから
、摩擦面における前記マトリックスは大巾に破壊され、
この結果摩耗が著しくなるので、90%以上の理論密度
比をもつようにしなければならない。
(f) 炭化物粒子の平均粒径
その平均粒径が3μm未満では、細かすぎて所望のすぐ
れた耐摩耗性を確保することができず、一方50μmを
越えて大きな平均粒径にすると、炭化物粒子にへき開や
剥離が発生し、これが連続するとマトリックスに破壊が
起るばかりでなく。
れた耐摩耗性を確保することができず、一方50μmを
越えて大きな平均粒径にすると、炭化物粒子にへき開や
剥離が発生し、これが連続するとマトリックスに破壊が
起るばかりでなく。
相手部材をも著しく損耗するようになることから、その
平均粒径を3〜50μmと定めたのである。
平均粒径を3〜50μmと定めたのである。
つぎに、この発明のl’i’e基焼結合全焼結合金によ
9− り比較例と対比しながら説明する。
9− り比較例と対比しながら説明する。
まず、酸化鉄粉末を主原料として使用し、これに各成分
の金属酸化物粉末と炭素粉末を所定量配合した後、水素
還元(炭素と水素による共還元法)して合金粉末とし、
ついでこの合金粉末から5ton、z−の圧力で圧粉体
を成形した後、この圧粉体を真空中、1120〜118
0℃の範囲内の所定温度で焼結して、それぞれ第1表に
示される成分組成をもった焼結体を製造し、引続いてこ
の焼結体に、温度: 1000℃に加熱して焼入れした
後、温度:540〜560℃に1時間保持の熱処理を施
すことによって本発明合金1〜23と比較合金1〜6を
それぞれ製造した。
の金属酸化物粉末と炭素粉末を所定量配合した後、水素
還元(炭素と水素による共還元法)して合金粉末とし、
ついでこの合金粉末から5ton、z−の圧力で圧粉体
を成形した後、この圧粉体を真空中、1120〜118
0℃の範囲内の所定温度で焼結して、それぞれ第1表に
示される成分組成をもった焼結体を製造し、引続いてこ
の焼結体に、温度: 1000℃に加熱して焼入れした
後、温度:540〜560℃に1時間保持の熱処理を施
すことによって本発明合金1〜23と比較合金1〜6を
それぞれ製造した。
なお、比較合金1〜6は、構成成分のうちのいず□れか
の成分(第1表に※印を付した成分)がこの発明の範囲
から外れた組成をもつものである。
の成分(第1表に※印を付した成分)がこの発明の範囲
から外れた組成をもつものである。
つぎに、この結果得られた本発明合金1〜23および比
較合金1〜6について、炭化物粒子の平均粒径、理論密
度比、ビッカース硬さ、および抗折力を測定すると共に
、これをロッカーアームの10− バット面に使用して、運転時間: 100時間(スプリ
ング荷重H75ky)の摩耗試験を行ない、その摩耗量
と相手部材であるカムの摩耗量を測定した。これらの結
果を第1表に合せて示しだ。また、第1表には、従来材
料としてバット面をチル処理した鋳鉄の同一条件での摩
耗試験結果も示した。
較合金1〜6について、炭化物粒子の平均粒径、理論密
度比、ビッカース硬さ、および抗折力を測定すると共に
、これをロッカーアームの10− バット面に使用して、運転時間: 100時間(スプリ
ング荷重H75ky)の摩耗試験を行ない、その摩耗量
と相手部材であるカムの摩耗量を測定した。これらの結
果を第1表に合せて示しだ。また、第1表には、従来材
料としてバット面をチル処理した鋳鉄の同一条件での摩
耗試験結果も示した。
第1表に示される結果から、本発明合金1〜23は、い
ずれも従来材料に比して、著しくすぐれた耐摩耗性を有
し、かつ相手部材の摩耗もきわめて小さいのに対して、
比較合金1〜6に見られるように、CおよびCr成分、
さらに炭化物形成成分であるMoの含有量が本発明範囲
から外れて低い場合には十分な耐摩耗性が得られず、一
方Cおよびcr酸成分並びにMo成分の含有量が高い方
に外れると、相対的に相手部材の摩耗がはげしくなるこ
とが明らかである。
ずれも従来材料に比して、著しくすぐれた耐摩耗性を有
し、かつ相手部材の摩耗もきわめて小さいのに対して、
比較合金1〜6に見られるように、CおよびCr成分、
さらに炭化物形成成分であるMoの含有量が本発明範囲
から外れて低い場合には十分な耐摩耗性が得られず、一
方Cおよびcr酸成分並びにMo成分の含有量が高い方
に外れると、相対的に相手部材の摩耗がはげしくなるこ
とが明らかである。
上述のように、この発明のFe基焼結合金は、すぐれた
耐摩耗性と、相手部材に及ぼす損耗度合がきわめて小さ
い特性を有するのである。
耐摩耗性と、相手部材に及ぼす損耗度合がきわめて小さ
い特性を有するのである。
13−
Claims (2)
- (1)C:1〜3%。 Cr: 10.1〜20 %。 を含有し、 Mo二0.5〜10%。 W:05〜10チ。 V:0.2〜5チ。 Ta:0.2〜5%。 のうちの1種または2種以上を含有しくただしMo。 W、V、およびTaからなる炭化物形成成分の合量:2
0%以下)、残りがFeと不可避不純物からなる組成(
以上重量%)を有し、かつ理論密度比:90チ以上をも
つと共に、素地中に平均粒径:3〜50μmの炭化物粒
子が均一に分散した組織をもつことを特徴とする内燃機
関の摺動部材用Fe基焼結合金。 - (2)C:1〜3%。 Cr: 10.1〜20%。 を含有し、 Mo二05〜10%。 W:0.5〜10%。 V:0.2〜5%。 Ta:0.2〜5チ。 のうちの1種または2種以上を含有しくただしMo。 W、V、およびTaからなる炭化物形成成分の合量:2
0係以下)、さらに、 Ni:0.5〜10チ。 Co:0.5〜lOチ。 のうちの1種または2種を含有し、残りがFeと不可避
不純物からなる組成(以上重量%)を有し、かつ理論密
度比:90%以上をもつと共に、素地中に平均粒径:3
〜50μmの炭化物粒子が均一に分散した組織をもつこ
とを特徴とする内燃機関の摺動部材用Fe基焼結合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10138184A JPS59229466A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 内燃機関の摺動部材用Fe基焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10138184A JPS59229466A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 内燃機関の摺動部材用Fe基焼結合金 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11062378A Division JPS5940217B2 (ja) | 1978-09-11 | 1978-09-11 | 耐摩耗性を有するFe基焼結合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59229466A true JPS59229466A (ja) | 1984-12-22 |
JPH0312137B2 JPH0312137B2 (ja) | 1991-02-19 |
Family
ID=14299194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10138184A Granted JPS59229466A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 内燃機関の摺動部材用Fe基焼結合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59229466A (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4928508A (ja) * | 1972-07-13 | 1974-03-14 | ||
JPS50101205A (ja) * | 1974-01-12 | 1975-08-11 | ||
JPS5386605A (en) * | 1977-06-20 | 1978-07-31 | Toyota Motor Corp | Sintered alloy having wear resistance at high temperature |
-
1984
- 1984-05-18 JP JP10138184A patent/JPS59229466A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4928508A (ja) * | 1972-07-13 | 1974-03-14 | ||
JPS50101205A (ja) * | 1974-01-12 | 1975-08-11 | ||
JPS5386605A (en) * | 1977-06-20 | 1978-07-31 | Toyota Motor Corp | Sintered alloy having wear resistance at high temperature |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0312137B2 (ja) | 1991-02-19 |
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